(57)【要約】【課題】高コスト化及び大型化を招くことなく、ゴースト光の発生を安定的に抑制することができる光走査装置を提供する。【解決手段】  ２つの光源ユニット、２つのシリンドリカルレンズ、ポリゴンミラー１４、２つの走査レンズ（１５１、１５２）、２つの偏光調整素子（２１１、２１２）、２つの偏光分離素子（１６１、１６２）、２つの反射ミラー（１７１、１７２）、４つの折り返しミラー（１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ）、及び走査制御装置などを有している。各偏光調整素子は、走査レンズから射出された２つの光束の偏光状態を、後段の偏光分離素子にて偏光分離しやすい状態に変換する。【選択図】図３
2013068694.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の被走査面を個別に光によって第１の方向に沿って走査する光走査装置であって、
互いに偏光状態が異なる第１の光束と第２の光束を射出する光源ユニットと、
前記第１の方向に直交する第２の方向に平行な軸まわりに回転し、前記光源ユニットからの前記第１の光束及び前記第２の光束を偏向する光偏向器と、
前記光偏向器で偏向された前記第１の光束及び前記第２の光束の光路上に配置された結像光学素子と、
該結像光学素子を介した前記第１の光束及び前記第２の光束の光路上に配置された偏光調整素子と、
該偏光調整素子から射出された前記第１の光束及び前記第２の光束の光路上に配置された偏光分離素子とを備え、
前記偏光調整素子は、前記結像光学素子を通過する際に偏光状態が変化した前記第１の光束及び前記第２の光束に対して、前記偏光分離素子で前記第１の光束と前記第２の光束とが分離されるように前記偏光状態の変化を補正する光走査装置。
【請求項２】
前記偏光分離素子に入射する光束と該光束の前記偏光分離素子における入射位置の法線を含み前記第２の方向に平行な平面とのなす角度Φ、該光束の前記結像光学素子に入射する時点での偏光の長軸方向が前記平面となす角度θ０（Φ）、該光束の前記偏光調整素子に入射する時点での偏光の長軸方向が前記平面となす角度θ１（Φ）、該光束の前記偏光分離素子に入射する時点での偏光の長軸方向が前記平面となす角度θ２（Φ）、θ０（Φ）とθ１（Φ）の差が最大となる角度ΦＮ、該光束と同波長の直線偏光を前記角度φＮにて前記偏光分離素子に入射させたときに、最大消光比が得られる直線偏光の偏光方向が、前記平面となす角度θ３（Φ）を用いて、
前記第１の光束及び前記第２光束の少なくとも一方は、｜θ３（ΦＮ）−θ２（ΦＮ）＋θ１（ΦＮ）｜＞｜θ３（ΦＮ）−θ２（ΦＮ）＋θ０（ΦＮ）｜を満足することを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
【請求項３】
前記偏光分離素子に入射する光束と該光束の前記偏光分離素子における入射位置の法線を含み前記第２の方向に平行な平面とのなす角度Φ、該光束の前記結像光学素子に入射する時点での偏光度Ｐ０（Φ）、前記偏光調整素子に入射する時点での偏光度Ｐ１（Φ）、前記偏光分離素子に入射する時点での偏光度Ｐ２（Φ）、Ｐ０（Φ）とＰ１（Φ）の差が最大となる角度ΦＭを用いて、
前記第１の光束及び前記第２光束の少なくとも一方は、｜Ｐ０（ΦＭ）−Ｐ１（ΦＭ）｜＞｜Ｐ０（ΦＭ）−Ｐ２（ΦＭ）｜を満足することを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
【請求項４】
前記偏光分離素子は、誘電体多層膜によって形成された偏光分離面を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項５】
前記偏光分離素子に入射する光束と該光束の前記偏光分離素子における入射位置の法線を含み前記第２の方向に平行な平面とのなす角度Φ、該光束の前記結像光学素子に入射する時点での偏光の長軸方向が前記平面となす角度θ０（Φ）、該光束の前記偏光調整素子に入射する時点での偏光の長軸方向が前記平面となす角度θ１（Φ）、該光束の前記偏光分離素子に入射する時点での偏光の長軸方向が前記平面となす角度θ２（Φ）、θ０（Φ）とθ１（Φ）の差が最大となる角度ΦＮを用いて、
前記第１の光束及び前記第２光束の少なくとも一方は、｜θ０（ΦＮ）−θ１（ΦＮ）｜＞｜θ０（ΦＮ）−θ２（ΦＮ）｜を満足することを特徴とする請求項１に記載の光走査装置。
【請求項６】
前記偏光分離素子は、ワイヤーグリッドによって形成された偏光分離面を有することを特徴とする請求項１、３及び５のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項７】
前記結像光学素子は、樹脂製の光学素子であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項８】
前記偏光調整素子は、一対の透明板の間に配向膜を介してネマティック液晶層が挟持されている液晶素子を含み、
前記配向膜の少なくとも一方が、光の入射角に応じて方向の異なる配向処理がなされていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項９】
前記偏光調整素子と前記偏光分離素子は、一体化されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の光走査装置。
【請求項１０】
複数の像担持体と、
前記複数の像担持体を光により走査する請求項１〜９のいずれか一項に記載の光走査装置とを備える画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光走査装置及び画像形成装置に係り、更に詳しくは、光により被走査面を走査する光走査装置及び該光走査装置を備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真の画像記録では、レーザを用いた画像形成装置が広く用いられている。この画像形成装置は、感光性を有するドラム（以下では、「感光体ドラム」ともいう）、及び該感光体ドラムの表面に潜像を形成する光走査装置などを備えている。光走査装置は、レーザ光を射出する光源、該光源から射出されたレーザ光を偏向する光偏向器（例えば、ポリゴンミラー）、及び光偏向器で偏向されたレーザ光を感光体ドラムの表面に集光する走査光学系などを有している。
【０００３】
近年、画像形成装置において、カラー化、高速化が進み、感光性を有するドラムを複数（通常は４つ）有するタンデム方式の画像形成装置が普及してきている。
【０００４】
タンデム方式の画像形成装置は、感光体ドラムの数の増加に伴って大型化する傾向にあり、光走査装置を含め小型化が求められている。光走査装置の小型化には、光偏向器から各感光体ドラムに向かう複数のレーザ光の光路を重ね合わせることが有効である。
【０００５】
例えば、特許文献１には、互いに直角を成す方向に直線偏光され、記録すべき信号によって輝度変調されたレーザ光を放射する２つのレーザ光源と、これらレーザ光源から放射される２つのレーザ光を合成する偏光光合成手段と、この合成されたレーザ光を主走査方向に偏向する偏向手段と、この偏向手段により偏向された合成レーザ光を走査記録面で別々のスポットに分離する偏光光分離手段とを具える記録装置が開示されている。
【０００６】
また、特許文献２には、単一のレーザ光源と、光源からのレーザ光の２つの偏光光にそれぞれ異なる情報を与える情報制御手段と、情報制御手段からの情報に基づいて偏光量を制御する偏光制御手段と、偏光制御された光を所定の照射面に走査照射するための走査手段と、走査された光を偏光状態に応じて２つの光に分光する分離手段と、走査手段からの光を分離手段に入射する入射角に応じてレーザ光を旋光制御する旋光制御手段とを有する光走査装置が開示されている。
【０００７】
また、特許文献３には、第１の偏光方向を有する第１の光と第２の偏光方向を有する第２の光を分離する偏光分離デバイスを備える光走査装置が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１〜特許文献３に開示されている装置では、高コスト化及び大型化を招くことなく、ゴースト光の発生を安定的に抑制することは困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、複数の被走査面を個別に光によって第１の方向に沿って走査する光走査装置であって、互いに偏光状態が異なる第１の光束と第２の光束を射出する光源ユニットと、前記第１の方向に直交する第２の方向に平行な軸まわりに回転し、前記光源ユニットからの前記第１の光束及び前記第２の光束を偏向する光偏向器と、前記光偏向器で偏向された前記第１の光束及び前記第２の光束の光路上に配置された結像光学素子と、該結像光学素子を介した前記第１の光束及び前記第２の光束の光路上に配置された偏光調整素子と、該偏光調整素子から射出された前記第１の光束及び前記第２の光束の光路上に配置された偏光分離素子とを備え、前記偏光調整素子は、前記結像光学素子を通過する際に偏光状態が変化した前記第１の光束及び前記第２の光束に対して、前記偏光分離素子で前記第１の光束と前記第２の光束とが分離されるように前記偏光状態の変化を補正する光走査装置である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の光走査装置によれば、高コスト化及び大型化を招くことなく、ゴースト光の発生を安定的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係るカラープリンタの概略構成を示す図である。
【図２】光走査装置を説明するための図（その１）である。
【図３】光走査装置を説明するための図（その２）である。
【図４】光源ユニットＬＵ１を説明するための図である。
【図５】光源ユニットＬＵ１における光源を説明するための図（その１）である。
【図６】光源ユニットＬＵ１における光源を説明するための図（その２）である。
【図７】光源ユニットＬＵ２を説明するための図である。
【図８】光源ユニットＬＵ２における光源を説明するための図（その１）である。
【図９】光源ユニットＬＵ２における光源を説明するための図（その２）である。
【図１０】偏光調整素子及び偏光分離素子への光束の入射を説明するための図（その１）である。
【図１１】偏光調整素子及び偏光分離素子への光束の入射を説明するための図（その２）である。
【図１２】平面Ｓを説明するための図である。
【図１３】偏向角Φを説明するための図である。
【図１４】偏光度Ｐ０（Φ）、Ｐ１（Φ）、及びＰ２（Φ）を説明するための図である。
【図１５】図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）は、それぞれタイプＡの偏光調整素子の作用を説明するための図である。
【図１６】図１６（Ａ）及び図１６（Ｂ）は、それぞれタイプＢの偏光調整素子の作用を説明するための図である。
【図１７】偏光度Ｐ０（Φ）、Ｐ１（Φ）の測定結果を説明するための図である。
【図１８】偏光度Ｐ２（Φ）の測定結果を説明するための図（その１）である。
【図１９】偏光度Ｐ２（Φ）の測定結果を説明するための図（その２）である。
【図２０】θ０（Φ）、θ１（Φ）及びθ２（Φ）を説明するための図である。
【図２１】θ０（Φ）、θ１（Φ）の測定結果を説明するための図である。
【図２２】θ２（Φ）の測定結果を説明するための図（その１）である。
【図２３】θ２（Φα）及びθ２（Φβ）を説明するための図である。
【図２４】偏光分離素子に入射する走査光の入射面を説明するための図である。
【図２５】偏向角と入射面回転角の関係を説明するための図である。
【図２６】θ２（Φ）の測定結果を説明するための図（その２）である。
【図２７】液晶素子の素子構成を説明するための図である。
【図２８】液晶素子におけるプレツイスト角及びツイスト角の設定例を説明するための図である。
【図２９】液晶素子における液晶分子の配向を説明するための図である。
【図３０】タイプＡの偏光調整素子における入射光と射出光の偏光状態を説明するための図（その１）である。
【図３１】タイプＡの偏光調整素子における入射光と射出光の偏光状態を説明するための図（その２）である。
【図３２】タイプＢの偏光調整素子における入射光と射出光の偏光状態を説明するための図（その１）である。
【図３３】タイプＢの偏光調整素子における入射光と射出光の偏光状態を説明するための図（その２）である。
【図３４】図３４（Ａ）〜図３４（Ｃ）は、それぞれワイヤーグリッド素子を説明するための図である。
【図３５】偏光分離面がワイヤーグリッドで構成されている場合の、偏光調整素子の効果を説明するための図である。
【図３６】偏光分離面が誘電体多層膜で構成されている偏光分離素子を説明するための図（その１）である。
【図３７】偏光分離面が誘電体多層膜で構成されている偏光分離素子を説明するための図（その２）である。
【図３８】偏光分離面が誘電体多層膜で構成されている場合の、偏光調整素子の効果を説明するための図である。
【図３９】偏光調整素子と偏光分離素子の一体化を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態を図１〜図３８に基づいて説明する。図１には、一実施形態に係るカラープリンタ２０００の概略構成が示されている。
【００１３】
このカラープリンタ２０００は、４色（ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー）を重ね合わせてフルカラーの画像を形成するタンデム方式の多色カラープリンタであり、光走査装置２０１０、４つの感光体ドラム（２０３０ａ、２０３０ｂ、２０３０ｃ、２０３０ｄ）、４つのクリーニングユニット（２０３１ａ、２０３１ｂ、２０３１ｃ、２０３１ｄ）、４つの帯電装置（２０３２ａ、２０３２ｂ、２０３２ｃ、２０３２ｄ）、４つの現像ローラ（２０３３ａ、２０３３ｂ、２０３３ｃ、２０３３ｄ）、４つのトナーカートリッジ（２０３４ａ、２０３４ｂ、２０３４ｃ、２０３４ｄ）、転写ベルト２０４０、転写ローラ２０４２、定着ローラ２０５０、給紙コロ２０５４、排紙ローラ２０５８、給紙トレイ２０６０、排紙トレイ２０７０、通信制御装置２０８０、及び上記各部を統括的に制御するプリンタ制御装置２０９０などを備えている。
【００１４】
通信制御装置２０８０は、ネットワークなどを介した上位装置（例えばパソコン）との双方向の通信を制御する。
【００１５】
プリンタ制御装置２０９０は、ＣＰＵ、該ＣＰＵにて解読可能なコードで記述されたプログラム及び該プログラムを実行する際に用いられる各種データが格納されているＲＯＭ、作業用のメモリであるＲＡＭ、アナログデータをデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器などを有している。そして、プリンタ制御装置２０９０は、上位装置からの画像情報を光走査装置２０１０に送る。
【００１６】
感光体ドラム２０３０ａ、帯電装置２０３２ａ、現像ローラ２０３３ａ、トナーカートリッジ２０３４ａ、及びクリーニングユニット２０３１ａは、組として使用され、ブラックの画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｋステーション」ともいう）を構成する。
【００１７】
感光体ドラム２０３０ｂ、帯電装置２０３２ｂ、現像ローラ２０３３ｂ、トナーカートリッジ２０３４ｂ、及びクリーニングユニット２０３１ｂは、組として使用され、シアンの画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｃステーション」ともいう）を構成する。
【００１８】
感光体ドラム２０３０ｃ、帯電装置２０３２ｃ、現像ローラ２０３３ｃ、トナーカートリッジ２０３４ｃ、及びクリーニングユニット２０３１ｃは、組として使用され、マゼンタの画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｍステーション」ともいう）を構成する。
【００１９】
感光体ドラム２０３０ｄ、帯電装置２０３２ｄ、現像ローラ２０３３ｄ、トナーカートリッジ２０３４ｄ、及びクリーニングユニット２０３１ｄは、組として使用され、イエローの画像を形成する画像形成ステーション（以下では、便宜上「Ｙステーション」ともいう）を構成する。
【００２０】
各感光体ドラムはいずれも、その表面に感光層が形成されている。すなわち、各感光体ドラムの表面がそれぞれ被走査面である。各感光体ドラムは、不図示の回転機構により、図１における面内で矢印方向に回転する。
【００２１】
なお、ここでは、ＸＹＺ３次元直交座標系において、各感光体ドラムの長手方向（回転軸方向）に沿った方向をＹ軸方向、４つの感光体ドラムの配列方向に沿った方向をＸ軸方向として説明する。
【００２２】
各帯電装置は、対応する感光体ドラムの表面をそれぞれ均一に帯電させる。
【００２３】
光走査装置２０１０は、上位装置からの多色の画像情報（ブラック画像情報、シアン画像情報、マゼンタ画像情報、イエロー画像情報）に基づいて、各色毎に変調された光束を、対応する帯電された感光体ドラムの表面にそれぞれ照射する。これにより、各感光体ドラムの表面では、光が照射された部分だけ電荷が消失し、画像情報に対応した潜像が各感光体ドラムの表面にそれぞれ形成される。ここで形成された潜像は、感光体ドラムの回転に伴って対応する現像ローラの方向に移動する。なお、この光走査装置２０１０の構成については後述する。
【００２４】
各現像ローラは、回転に伴って、対応するトナーカートリッジからのトナーが、その表面に薄く均一に塗布される。そして、各現像ローラの表面のトナーは、対応する感光体ドラムの表面に接すると、該表面における光が照射された部分にだけ移行し、そこに付着する。すなわち、各現像ローラは、対応する感光体ドラムの表面に形成された潜像にトナーを付着させて顕像化させる。ここでトナーが付着した像（トナー画像）は、感光体ドラムの回転に伴って転写ベルト２０４０の方向に移動する。
【００２５】
イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各トナー画像は、所定のタイミングで転写ベルト２０４０上に順次転写され、重ね合わされてカラー画像が形成される。
【００２６】
給紙トレイ２０６０には記録紙が格納されている。この給紙トレイ２０６０の近傍には給紙コロ２０５４が配置されており、該給紙コロ２０５４は、記録紙を給紙トレイ２０６０から１枚ずつ取り出す。該記録紙は、所定のタイミングで転写ベルト２０４０と転写ローラ２０４２との間隙に向けて送り出される。これにより、転写ベルト２０４０上のカラー画像が記録紙に転写される。カラー画像が転写された記録紙は、定着ローラ２０５０に送られる。
【００２７】
定着ローラ２０５０では、熱と圧力とが記録紙に加えられ、これによってトナーが記録紙上に定着される。トナーが定着された記録紙は、排紙ローラ２０５８を介して排紙トレイ２０７０に送られ、排紙トレイ２０７０上に順次積み重ねられる。
【００２８】
各クリーニングユニットは、対応する感光体ドラムの表面に残ったトナー（残留トナー）を除去する。残留トナーが除去された感光体ドラムの表面は、再度対応する帯電装置に対向する位置に戻る。
【００２９】
次に、前記光走査装置２０１０の構成について説明する。
【００３０】
この光走査装置２０１０は、一例として図２及び図３に示されるように、２つの光源ユニット（ＬＵ１、ＬＵ２）、２つのシリンドリカルレンズ（１２１、１２２）、ポリゴンミラー１４、２つの走査レンズ（１５１、１５２）、２つの偏光調整素子（２１１、２１２）、２つの偏光分離素子（１６１、１６２）、２つの反射ミラー（１７１、１７２）、４つの折り返しミラー（１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ）、及び不図示の走査制御装置などを有している。
【００３１】
なお、以下では、便宜上、主走査方向に対応する方向を「主走査対応方向」と略述し、副走査方向に対応する方向を「副走査対応方向」と略述する。
【００３２】
光源ユニットＬＵ１は、一例として図４に示されるように、２つの光源（１０ａ１、１０ｂ１）、２つのコリメートレンズ（１１ａ、１１ｂ）、及び光合成素子１３１などを有している。
【００３３】
光源１０ａ１は、該光源１０ａ１を駆動する光源駆動回路を含む駆動用チップ１０ａ２とともに回路基板１０ａ３に実装されている。光源１０ｂ１は、該光源１０ｂ１を駆動する光源駆動回路を含む駆動用チップ１０ｂ２とともに回路基板１０ｂ３に実装されている。
【００３４】
光源１０ａ１は、一例として図５に示されるように、１つの半導体レーザ１０１ａを含んでいる。該半導体レーザ１０１ａは、偏光方向がＺ軸方向に平行な直線偏光が射出されるように設置されている。なお、以下では、便宜上、偏光方向がＺ軸方向に平行な直線偏光を「縦偏光」という。そして、半導体レーザ１０１ａから射出された縦偏光を光束ＬＢａと表記する。
【００３５】
ところで、半導体レーザ１０１ａの設置角度を調整する代わりに、半導体レーザ１０１ａと光合成素子１３１との間に、半導体レーザ１０１ａから射出された光束の偏光方向を縦偏光の方向にするための１／２波長板等の光学素子を配置しても良い。
【００３６】
光源１０ｂ１は、一例として図６に示されるように、１つの半導体レーザ１０１ｂを含んでいる。該半導体レーザ１０１ｂは、偏光方向がＺ軸に直交する直線偏光が射出されるように設置されている。なお、以下では、便宜上、偏光方向がＺ軸に直交する直線偏光を「横偏光」という。そして、半導体レーザ１０１ｂから射出された横偏光を光束ＬＢｂと表記する。
【００３７】
ところで、半導体レーザ１０１ｂの設置角度を調整する代わりに、半導体レーザ１０１ｂと光合成素子１３１との間に、半導体レーザ１０１ｂから射出された光束の偏光方向を横偏光の方向にするための１／２波長板等の光学素子を配置しても良い。
【００３８】
図４に戻り、コリメートレンズ１１ａは、光源１０ａ１からの光束ＬＢａの光路上に配置され、該光束ＬＢａを略平行光とする。
【００３９】
コリメートレンズ１１ｂは、光源１０ｂ１からの光束ＬＢｂの光路上に配置され、該光束ＬＢｂを略平行光とする。
【００４０】
光合成素子１３１は、コリメートレンズ１１ａを介した光束ＬＢａ及びコリメートレンズ１１ｂを介した光束ＬＢｂの光路上に配置されている。この光合成素子１３１は、縦偏光を反射し、横偏光を透過させる面を有しており、光束ＬＢａの主光線と光束ＬＢｂの主光線がＺ軸方向に関して重なるように、光束ＬＢａと光束ＬＢｂを合成する。光合成素子１３１から射出される光束ＬＢａと光束ＬＢｂが、光源ユニットＬＵ１から射出される。
【００４１】
光源ユニットＬＵ２は、一例として図７に示されるように、２つの光源（１０ｃ１、１０ｄ１）、２つのコリメートレンズ（１１ｃ、１１ｄ）、及び光合成素子１３２などを有している。
【００４２】
光源１０ｃ１は、該光源１０ｃ１を駆動する光源駆動回路を含む駆動用チップ１０ｃ２とともに回路基板１０ｃ３に実装されている。光源１０ｄ１は、該光源１０ｄ１を駆動する光源駆動回路を含む駆動用チップ１０ｄ２とともに回路基板１０ｄ３に実装されている。
【００４３】
光源１０ｃ１は、一例として図８に示されるように、１つの半導体レーザ１０１ｃを含んでいる。該半導体レーザ１０１ｃは、横偏光が射出されるように設置されている。なお、半導体レーザ１０１ｃから射出された横偏光を光束ＬＢｃと表記する。
【００４４】
ところで、半導体レーザ１０１ｃの設置角度を調整する代わりに、半導体レーザ１０１ｃと光合成素子１３２との間に、半導体レーザ１０１ｃから射出された光束の偏光方向を横偏光の方向にするための１／２波長板等の光学素子を配置しても良い。
【００４５】
光源１０ｄ１は、一例として図９に示されるように、１つの半導体レーザ１０１ｄを含んでいる。該半導体レーザ１０１ｄは、縦偏光が射出されるように設置されている。なお、半導体レーザ１０１ｄから射出された縦偏光を光束ＬＢｄと表記する。
【００４６】
ところで、半導体レーザ１０１ｄの設置角度を調整する代わりに、半導体レーザ１０１ｄと光合成素子１３２との間に、半導体レーザ１０１ｄから射出された光束の偏光方向を縦偏光の方向にするための１／２波長板等の光学素子を配置しても良い。
【００４７】
図７に戻り、コリメートレンズ１１ｃは、光源１０ｃ１からの光束ＬＢｃの光路上に配置され、該光束ＬＢｃを略平行光とする。
【００４８】
コリメートレンズ１１ｄは、光源１０ｄ１からの光束ＬＢｄの光路上に配置され、該光束ＬＢｄを略平行光とする。
【００４９】
光合成素子１３２は、コリメートレンズ１１ｃを介した光束ＬＢｃ及びコリメートレンズ１１ｄを介した光束ＬＢｄの光路上に配置されている。この光合成素子１３２は、縦偏光を反射し、横偏光を透過させる面を有しており、光束ＬＢｃの主光線と光束ＬＢｄの主光線がＺ軸方向に関して重なるように、光束ＬＢｃと光束ＬＢｄを合成する。光合成素子１３２から射出される光束ＬＢｃと光束ＬＢｄが、光源ユニットＬＵ２から射出される。
【００５０】
図２に戻り、シリンドリカルレンズ１２１は、光源ユニットＬＵ１から射出された光束ＬＢａ及び光束ＬＢｂを、ポリゴンミラー１４の偏向反射面近傍にＺ軸方向に関して結像する。
【００５１】
シリンドリカルレンズ１２２は、光源ユニットＬＵ２から射出された光束ＬＢｃ及び光束ＬＢｄを、ポリゴンミラー１４の偏向反射面近傍にＺ軸方向に関して結像する。
【００５２】
ポリゴンミラー１４は、一例として４面鏡を有し、各鏡がそれぞれ偏向反射面となる。このポリゴンミラー１４は、Ｚ軸方向に平行な軸まわりに等速回転し、シリンドリカルレンズ１２１からの光束ＬＢａ及び光束ＬＢｂ、シリンドリカルレンズ１２２からの光束ＬＢｃ及び光束ＬＢｄを、Ｚ軸に直交する平面内で等角速度的に偏向する。
【００５３】
光束ＬＢａ及び光束ＬＢｂはポリゴンミラー１４の−Ｘ側に偏向され、光束ＬＢｃ及び光束ＬＢｄはポリゴンミラー１４の＋Ｘ側に偏向される。
【００５４】
なお、ポリゴンミラー１４の偏向反射面で偏向された光束が経時的に形成する光線束面は、「偏向面」と呼ばれている（特開平１１−２０２２５２号公報参照）。ここでは、偏向面はＸＹ面に平行である。
【００５５】
図４に戻り、走査レンズ１５１は、ポリゴンミラー１４の−Ｘ側であって、ポリゴンミラー１４で偏向された光束ＬＢａ及び光束ＬＢｂの光路上に配置されている。
【００５６】
偏光調整素子２１１は、走査レンズ１５１の−Ｘ側であって、走査レンズ１５１を介した光束の光路上に配置されている。偏光調整素子２１１は、走査レンズ１５１から射出された光束（光束ＬＢａと光束ＬＢｂ）の偏光状態を、後段の偏光分離素子１６１にて偏光分離しやすい状態に変換する。
【００５７】
偏光分離素子１６１は、偏光調整素子２１１の−Ｘ側であって、偏光調整素子２１１から射出された光束の光路上に配置されている。そして、図１０に示されるように、光束ＬＢａを透過させ、光束ＬＢｂを−Ｚ方向に反射することで、光束ＬＢａと光束ＬＢｂを分離する。
【００５８】
偏光分離素子１６１を透過した光束（ここでは、光束ＬＢａ）は、折り返しミラー１８ａと防塵ガラス１９ａを介して感光体ドラム２０３０ａの表面に照射される。
【００５９】
一方、偏光分離素子１６１で−Ｚ方向に反射された光束（ここでは、光束ＬＢｂ）は、反射ミラー１７１で＋Ｘ方向に反射された後、折り返しミラー１８ｂと防塵ガラス１９ｂを介して感光体ドラム２０３０ｂの表面に照射される。
【００６０】
走査レンズ１５２は、ポリゴンミラー１４の＋Ｘ側であって、ポリゴンミラー１４で偏向された光束ＬＢｃ及び光束ＬＢｄの光路上に配置されている。
【００６１】
偏光調整素子２１２は、走査レンズ１５２の＋Ｘ側であって、走査レンズ１５２を介した光束の光路上に配置されている。偏光調整素子２１２は、走査レンズ１５２から射出された光束（光束ＬＢｃと光束ＬＢｄ）の偏光状態を、後段の偏光分離素子１６２にて偏光分離しやすい状態に変換する。
【００６２】
偏光分離素子１６２は、偏光調整素子２１２の＋Ｘ側であって、偏光調整素子２１２から射出された光束の光路上に配置されている。そして、図１１に示されるように、光束ＬＢｄを透過させ、光束ＬＢｃを−Ｚ方向に反射することで、光束ＬＢｃと光束ＬＢｄを分離する。
【００６３】
偏光分離素子１６２で−Ｚ方向に反射された光束（ここでは、光束ＬＢｃ）は、反射ミラー１７２で−Ｘ方向に反射された後、折り返しミラー１８ｃと防塵ガラス１９ｃを介して感光体ドラム２０３０ｃの表面に照射される。
【００６４】
一方、偏光分離素子１６２を透過した光束（ここでは、光束ＬＢｄ）は、折り返しミラー１８ｄと防塵ガラス１９ｄを介して感光体ドラム２０３０ｄの表面に照射される。
【００６５】
走査レンズ１５１と偏光調整素子２１１と偏光分離素子１６１と折り返しミラー１８ａは、「Ｋステーション」の走査光学系である。走査レンズ１５１と偏光調整素子２１１と偏光分離素子１６１と反射ミラー１７１と折り返しミラー１８ｂは、「Ｃステーション」の走査光学系である。すなわち、走査レンズ１５１と偏光調整素子２１１と偏光分離素子１６１は、２つの画像形成ステーションで共用されている。
【００６６】
走査レンズ１５２と偏光調整素子２１２と偏光分離素子１６２と反射ミラー１７２と折り返しミラー１８ｃは、「Ｍステーション」の走査光学系である。走査レンズ１５２と偏光調整素子２１２と偏光分離素子１６２と折り返しミラー１８ｄと防塵ガラス１９ｄは、「Ｙステーション」の走査光学系である。すなわち、走査レンズ１５２と偏光調整素子２１２と偏光分離素子１６２は、２つの画像形成ステーションで共用されている。
【００６７】
また、各折り返しミラーは、各画像形成ステーションでの光路長が互いに等しくなるように設けられている。
【００６８】
各感光体ドラム上の光スポットは、ポリゴンミラー１４の回転に伴って感光体ドラムの長手方向に移動する。このときの光スポットの移動方向が「主走査方向」であり、感光体ドラムの回転方向が「副走査方向」である。
【００６９】
ところで、各感光体ドラムにおける画像情報が書き込まれる主走査方向の走査領域は「有効走査領域」、「画像形成領域」、あるいは「有効画像領域」などと呼ばれている。
【００７０】
走査制御装置は、ブラック画像情報に応じて光源１０ａ１を駆動し、シアン画像情報に応じて光源１０ｂ１を駆動し、マゼンタ画像情報に応じて光源１０ｃ１を駆動し、イエロー画像情報に応じて光源１０ｄ１を駆動する。
【００７１】
そこで、感光体ドラム２０３０ａの表面を照射する光束ＬＢａ、感光体ドラム２０３０ｂの表面を照射する光束ＬＢｂ、感光体ドラム２０３０ｃの表面を照射する光束ＬＢｃ、感光体ドラム２０３０ｄの表面を照射する光束ＬＢｄは、書き込み用の光束である。
【００７２】
一方、感光体ドラム２０３０ａの表面を照射する光束ＬＢｂ、感光体ドラム２０３０ｂの表面を照射する光束ＬＢａ、感光体ドラム２０３０ｃの表面を照射する光束ＬＢｄ、感光体ドラム２０３０ｄの表面を照射する光束ＬＢｃは、ゴースト光である。
【００７３】
本実施形態では、各走査レンズとして樹脂レンズが用いられる。樹脂レンズは、ガラスレンズに比べて、非球面形状への加工が容易で、所望の光学性能が得られやすく、更に安価に製造することができる。
【００７４】
但し、樹脂レンズは、複屈折を生じやすいという不都合がある。この場合、複屈折によって入射光の偏光状態が変化し、例えば直線偏光から楕円偏光に変化したり、偏光方向が回転したりする現象が生じる。
【００７５】
そして、走査レンズの後段に偏光分離素子が設けられている場合に、走査レンズで上記入射光の偏光状態が変化すると、偏光分離素子で所望の偏光分離を行うことができなくなる。
【００７６】
そこで、本実施形態では、走査レンズと偏光分離素子との間に偏光調整素子を設けている。
【００７７】
《偏光調整素子の設定１》
ここで、一例として図１２及び図１３に示されるように、ポリゴンミラー１４の回転軸に平行で、偏光分離素子の入射側の面における光の入射位置の法線を含む平面を平面Ｓと表記する。また、Ｚ軸方向からみたときの、偏光分離素子に入射する光（走査光）と平面Ｓとのなす角を偏向角Φとする。
【００７８】
偏光調整素子の設定１では、偏光度（Ｐとする）について検討する。偏光度Ｐの値は、光が直線偏光の場合に１であり、円偏光の場合に０であり、楕円偏光の場合に次の（１）式で示される。Ｉａは長軸方向の光強度であり、Ｉｂは短軸方向の光強度である。なお、直線偏光では、短軸方向の光強度Ｉｂが０であるということができる。
【００７９】
Ｐ＝（Ｉａ−Ｉｂ）／（Ｉａ＋Ｉｂ）  ……（１）
【００８０】
そして、走査光の走査レンズに入射する時点での偏光度をＰ０（Φ）、走査レンズから射出され偏光調整素子に入射する時点での偏光度をＰ１（Φ）、及び偏光調整素子から射出され偏光分離素子に入射する時点での偏光度をＰ２（Φ）とする。また、偏光度Ｐ０（Φ）と偏光度Ｐ１（Φ）の差が最大となる偏向角をΦＭと表記する。
【００８１】
ここでは、偏光調整素子２１１は、光束ＬＢａ及び光束ＬＢｂの少なくとも一方について、次の（２）式が満足されるように設定されている。
【００８２】
｜Ｐ０（ΦＭ）−Ｐ１（ΦＭ）｜＞｜Ｐ０（ΦＭ）−Ｐ２（ΦＭ）｜  ……（２）
【００８３】
また、偏光調整素子２１２は、光束ＬＢｃ及び光束ＬＢｄの少なくとも一方についても、上記（２）式が満足されるように設定されている。
【００８４】
ここでの各偏光調整素子の機能は、偏光度Ｐ０（Φ）から偏光度Ｐ１（Φ）に変化した偏光度を、偏光分離素子に入射する時点で、より偏光度Ｐ０（Φ）に近づけることに他ならない。
【００８５】
本実施形態では、偏向角φに応じて、走査レンズにおける光が透過する位置が異なっている。そして、走査レンズでの複屈折の程度は、走査レンズの場所によって異なるため、偏光度Ｐ１（Φ）は、偏向角φによりその値が変化する。
【００８６】
図１４には、偏光度Ｐ０（Φ）、偏光度Ｐ１（Φ）、及び偏光度Ｐ２（Φ）の具体例が示されている。ここでは、走査光は縦偏光である。なお、走査光が横偏光の場合も同じように考察することができる。
【００８７】
図１４では、走査光の進行方向に直交する面をｙｚ面とし、ｚ軸方向をＺ軸方向と同方向と一致させ、ｙ軸方向を主走査対応方向と一致させたローカルな座標系を用いている。そして、以下では、直線偏光の偏光方向及び楕円偏光の長軸方向は、このローカル座標系において、＋ｚ軸方向から時計回りの方向を正方向とする。
【００８８】
図１４では、偏光度Ｐ０（Φ）の偏光状態は、縦偏光から大きな変化はない。但し、コリメートレンズやシリンドリカルレンズの形状、材質等により、楕円偏光化する可能性もある。以下では、断りがない限り、有効走査領域内に向かう光束の偏向角Φについて、Ｐ０（Φ）＝１とする。
【００８９】
偏光度Ｐ１（Φ）は、走査レンズでの複屈折により、Ｐ０（Φ）と異なる可能性が高い。その程度は、走査レンズの材質、形状はもとより、偏向角Φによっても異なる。
【００９０】
偏光調整素子は、偏光度Ｐ１（Φ）で入射する光束を、偏光度Ｐ２（Φ）に調整（変換）して射出する。偏光調整素子は、射出される偏光の長軸方向の決め方によって２つのタイプ（タイプＡ、タイプＢ）に分けることができ、それぞれ後段の偏光分離素子に応じて適切なタイプが選択される。
【００９１】
タイプＡは、図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）に示されるように、走査レンズから射出され偏光度がＰ１（Φ）に変化した光を、偏光度がＰ２（Φ）になるように調整しながら、偏光の長軸方向を走査レンズに入射する直前の方向にそろえるように機能する偏光調整素子である。図１５（Ａ）には、走査レンズに入射する光が縦偏光の場合が示され、図１５（Ｂ）には、走査レンズに入射する光が横偏光の場合が示されている。
【００９２】
タイプＢは、図１６（Ａ）及び図１６（Ｂ）に示されるように、走査レンズから射出され偏光度がＰ１（Φ）に変化した光を、偏光度がＰ２（Φ）になるように調整しながら、偏光の長軸方向を偏向角に応じて変化させるように機能する偏光調整素子である。図１６（Ａ）には、走査レンズに入射する光が縦偏光の場合が示され、図１６（Ｂ）には、走査レンズに入射する光が横偏光の場合が示されている。
【００９３】
図１７には、偏光度Ｐ０（Φ）及び偏光度Ｐ１（Φ）の測定結果の一例が示されている。ここでは、走査レンズは、シクロオレフィンポリマーが成型された樹脂レンズであり、光源から射出される光束の波長は６５５ｎｍである。これらの測定条件は、以降の測定でも同じである。偏光度Ｐ０（Φ）と偏光度Ｐ１（Φ）の差が最大となる偏向角ΦＭは、−２５．９°であった。このとき、偏光度Ｐ０（ΦＭ）＝０．９９９７、偏光度Ｐ１（ΦＭ）＝０．９９７８であった。
【００９４】
図１８には、図１７において、タイプＡの偏光調整素子を用いたときの、偏光度Ｐ２（Φ）の測定結果が示されている。偏光度Ｐ２（ΦＭ）＝０．９９８５である。この場合、上記（２）式の関係が満足されている。
【００９５】
図１９には、図１７において、タイプＢの偏光調整素子を用いたときの、偏光度Ｐ２（Φ）の測定結果が示されている。偏光度Ｐ２（ΦＭ）＝０．９９８３である。この場合、上記（２）式の関係が満足されている。
【００９６】
ここで、偏光度とゴースト光強度との関係について説明する。偏光分離素子において、長軸方向の偏光成分を書き込み用光として分離する場合、短軸方向の偏光成分がゴースト光となるが、理想的な直線偏光では短軸方向の偏光成分は０であるため、ゴースト光は発生しない。
【００９７】
偏光度が１よりも小さいと、短軸方向の偏光成分が０でなくなりゴースト光が発生する。ここで、次の（３）式から得られるＲを「ゴースト光強度比」という。
【００９８】
Ｒ＝（Ｉｂ／Ｉａ）×１００（％）  ……（３）
【００９９】
偏向角φＭにおけるゴースト光強度比Ｒは、偏光調整素子が設けられていない場合、０．３１０３％、タイプＡの偏光調整素子が設けられている場合、０．２８３１％、タイプＢの偏光調整素子が設けられている場合、０．２７５３％である。いずれのタイプでも、偏光調整素子を設けることでゴースト光を低減できることが確認された。
【０１００】
《偏光調整素子の設定２》
偏光調整素子の設定２では、偏光度に代えて、偏光調整素子から射出される偏光の長軸方向を設定対象とする。
【０１０１】
（１）先ず、タイプＡの偏光調整素子から射出される偏光の長軸方向の設定について説明する。
【０１０２】
ここで、走査レンズに入射する時点での偏光の長軸方向が平面Ｓとなす角をθ０（Φ）、走査レンズから射出され、偏光調整素子に入射する時点での偏光の長軸方向が平面Ｓとなす角をθ１（Φ）、及び偏光調整素子から射出され、偏光分離素子に入射する時点での偏光の長軸方向が平面Ｓとなす角をθ２（Φ）とする。そして、θ０（Φ）とθ１（Φ）の差が最大となる偏向角をΦＮと表記する。
【０１０３】
偏光調整素子２１１は、光束ＬＢａ及び光束ＬＢｂの少なくとも一方について、次の（４）式が満足されるように設定されていても良い。
【０１０４】
｜θ０（ΦＮ）−θ１（ΦＮ）｜＞｜θ０（ΦＮ）−θ２（ΦＮ）｜  ……（４）
【０１０５】
また、偏光調整素子２１２は、光束ＬＢｃ及び光束ＬＢｄの少なくとも一方についても、上記（４）式が満足されるように設定されていても良い。
【０１０６】
この場合、各偏光調整素子の機能は、θ０（Φ）からθ１（Φ）に変化した長軸方向を、偏光分離素子に入射する時点で、よりθ０（Φ）に近づけることに他ならない。タイプＡの偏光調整素子は、後段の偏光分離素子が、ワイヤーグリッド素子の場合に好適である。
【０１０７】
図２０には、θ０（Φ）、θ１（Φ）、及びθ２（Φ）の具体例が示されている。ここでは、走査レンズに入射する光は、縦偏光である。
【０１０８】
図２０では、θ０（Φ）は、縦偏光すなわち０°から大きな変化はない。但し、コリメートレンズやシリンドリカルレンズの形状、材質、ポリゴンミラーの反射率の偏光依存性等により若干変化する可能性もある。以下では、断りがない限り、有効走査領域内の偏向角Φについて、縦偏光ではθ０（Φ）＝０°、横偏光ではθ０（Φ）＝９０°とする。
【０１０９】
θ１（Φ）は、走査レンズでの複屈折により、θ０（Φ）と異なる可能性が高い。その程度は、走査レンズの材質、形状はもとより、偏向角Φによっても異なる。
【０１１０】
図２１には、縦偏光が走査レンズに入射した場合の、θ０（Φ）及びθ１（Φ）の測定結果の一例が示されている。θ０（Φ）とθ１（Φ）の差が最大となる偏向角ΦＮは、−３０．９°であった。このとき、θ０（ΦＮ）＝０．００°、θ１（ΦＮ）＝−２．００°であった。
【０１１１】
図２２には、図２１において、タイプＡの偏光調整素子を用いたときの、θ２（Φ）の測定結果が示されている。θ２（ΦＮ）＝−０．３３７°である。この場合、上記（４）式の関係が満足されている。
【０１１２】
ここで、偏光の長軸方向とゴースト光強度の関係について説明する。偏光分離素子において、平面Ｓと平行な偏光成分を書き込み用光として分離する場合、該書き込み用光の光強度はｃｏｓ２θ２（ΦＮ）であり、ゴースト光強度比Ｒは上記（３）式を変換した次の（５）式で表すことができる。
【０１１３】
Ｒ＝ｓｉｎ２θ２（ΦＮ）／ｃｏｓ２θ２（ΦＮ）  ……（５）
【０１１４】
従って、偏向角φＮにおけるゴースト光強度比Ｒは、偏光調整素子が設けられていない場合、０．１２２％であり、タイプＡの偏光調整素子が設けられている場合、０．００３４５％であった。タイプＡの偏光調整素子を設けることでゴースト光を低減できることが確認された。
【０１１５】
（２）次に、タイプＢの偏光調整素子から射出される偏光の長軸方向の設定について説明する。
【０１１６】
ここでは、光束と同波長の直線偏光を偏向角φＮで偏光分離素子に入射させたときに、最大消光比が得られる直線偏光の偏光方向が、平面Ｓとなす角をθ３（Φ）とする。
【０１１７】
タイプＢの偏光調整素子は、次の（６）式が満足されるように設定される。
【０１１８】
｜θ３（ΦＮ）−θ２（ΦＮ）＋θ１（ΦＮ）｜＞｜θ３（ΦＮ）−θ２（ΦＮ）＋θ０（ΦＮ）｜  ……（６）
【０１１９】
θ３（Φ）を特定するためのセットアップの例が図２３に示されている。ここでは、走査レンズに入射する光は、縦偏光である。ポリゴンミラーから偏向角φＮにて該光束を走査レンズに入射させる。走査レンズからの射出光は楕円偏光化されており、これをほぼ完全な円偏光にするための位相板を走査レンズの後段に配置する。更に位相板の後段に偏光子を回転可能に設け、該偏光子から射出される直線偏光を偏光分離素子に入射させる。偏光子を回転させつつ、偏光分離素子を透過した光の強度をパワーメータ等の検出器（不図示）で測定する。そして、検出器の出力が最小となるときの偏光子の回転角を求める。この回転角に直交する角度がθ３（Φ）である。なお、走査レンズに入射する光が横偏光の場合は、偏光分離素子で反射された光の強度を検出器で測定する。
【０１２０】
ここでの偏光調整素子の機能は、走査レンズを通過する際に、θ０（Φ）からθ１（Φ）に変化した長軸方向を、偏光分離素子に入射する時点で、光源から射出された光が横偏光の場合は、偏光分離素子の偏光分離面に垂直な方向に近づけ、光源から射出された光が縦偏光の場合は、偏光分離素子の偏光分離面に平行な方向に近づけることであるともいえる。タイプＢの偏光調整素子は、後段の偏光分離素子が、誘電体多層膜素子の場合に好適である。
【０１２１】
偏光分離素子における入射面は、図２４に示されるように、走査光の進行方向に応じて傾斜する。以下では、便宜上、偏向角が０°のときの入射面に対する傾斜角を「入射面回転角」という。偏光分離素子の入射側の面が偏光分離面である場合、θ３（Φ）は入射面回転角と等価である。一方、偏光分離素子の入射側の面が偏光分離面ではなく、平面基板やプリズム基板で構成されている場合は、θ３（Φ）は入射面回転角と等価でない。以後の説明では分かりやすくするため、偏光分離素子の入射側の面が偏光分離面であるものとする。また、入射面回転角は、偏向角以外に、偏光分離素子の入射側の面（ここでは、偏光分離面）の法線と偏向面とのなす角にも依存する。
【０１２２】
図２５には、偏光分離素子の入射側の面（ここでは、偏光分離面）の法線と偏向面とのなす角が５５°のときの、入射面回転角と偏向角との関係の計算結果が示されている。入射光が縦偏光の場合、理想的には、θ２（Φ）は入射面回転角と同じ回転方向に同じ量だけ回転するよう設定するのが良い。そして、θ３（ΦＮ）＝−１９．８°である。なお、ΦＮ＝−３０．９°である。
【０１２３】
図２６には、図２５における偏光分離素子の前段に、タイプＢの偏光調整素子を設けたときの、θ２（Φ）の測定結果が示されている。θ０（ΦＮ）＝０．００°、θ１（ΦＮ）＝−２．００°、θ２（Φ）＝−２０．１°である。この場合、｜θ３（ΦＮ）−θ２（ΦＮ）＋θ１（ΦＮ）｜＝１．７°、｜θ３（ΦＮ）−θ２（ΦＮ）＋θ０（ΦＮ）｜＝０．３°であり、上記（６）式の関係が満足されている。また、図２６に示されるように、θ２（Φ）は、図２５と同じ傾向を示している。
【０１２４】
ここで、偏光の長軸方向とゴースト光強度の関係について述べる。偏光分離素子において、ある偏向角Φにおけるθ２（Φ）と入射面回転角との差をΔθ２（Φ）とすると、入射面に平行な偏光成分を書き込み用光として分離する場合、該書き込み用光の光強度はｃｏｓ２［Δθ２（Φ）］であり、ゴースト光強度はｓｉｎ２［Δθ２（Φ）］である。
【０１２５】
φＮ＝−３０．９°のとき、θ１（ΦＮ）＝−２．００°、θ２（ΦＮ）＝−２０．１°、入射面回転角＝−１９．８°である。偏光調整素子を設けない場合には、Δθ２（ΦＮ）＝−１９．８−（−２．００）＝−１７．８であり、ゴースト光強度比はｓｉｎ２［Δθ２（Φ）］＝９．３５（％）である。一方、偏光調整素子を設けた場合には、Δθ２（ΦＮ）＝−１９．８−（−２０．１）＝−０．３であり、ゴースト光強度比はｓｉｎ２［Δθ２（Φ）］＝０．００３（％）である。
【０１２６】
また、従来の装置（例えば、特許文献２及び特許文献３参照）では、θ１（ΦＮ）を考慮せず偏光調整を行っていた。この場合、Δθ１（ΦＮ）＝−２．００°が加算されるため、Δθ２（ΦＮ）＝−２．３０°となる。この場合のゴースト光強度比は、約０．１６（％）であった。このことから、偏光調整素子の効果が極めて大きいことを確認できる。
【０１２７】
《偏光調整素子の構成例》
偏光調整素子の構成例について説明する。
【０１２８】
偏光調整素子２１１は、一例として図２７に示されるように、一対の透明基板（２１０１ａ、２１０１ｂ）、該透明基板間に挟持されたネマティック液晶層２１０４、ネマティック液晶層２１０４と各透明基板の界面に設けられた配向膜（２１０３ａ、２１０３ｂ）などを有する液晶素子を含んでいる。
【０１２９】
上記液晶素子の各配向膜に施される配向処理（ラビング）での方向が、一例として図２８に示されている。液晶分子は、配向膜の界面において長軸方向をラビング方向にならって配向する性質がある。以下では、光が入射する側の配向膜２１０３ａにおける液晶分子の長軸方向とＹ軸方向とのなす角を「プレツイスト角」という。液晶分子の長軸方向は、配向膜に対するラビング処理、光配向処理等で調整することができる。
【０１３０】
光が液晶素子に対して垂直に入射する位置、すなわち偏向角０°の位置では、液晶分子の長軸方向は入射光の偏光方向に平行あるいは垂直となるように設定されている。なお、図２８では、偏向角０°の位置において、プレツイスト角が９０°、ツイスト角が０°となるように設定されている。これは、偏向角０°の走査光では、偏光度及び偏光の長軸方向が、走査レンズを射出する前後でほとんど変化がないためである（図１７、図２１参照）。そして、Ｙ軸方向に関して、偏向角０°の位置から離れるにつれて、プレツイスト角、ツイスト角ともに連続的に変化するように、ラビング方向が設定されている。
【０１３１】
そして、配向膜２１０３ａと配向膜２１０３ｂとの間に挟まれているネマティック液晶層２１０４における液晶分子の方向が、一例として図２９に示されている。なお、図２９における破線は、ネマティック液晶層２１０４の厚さ方向（Ｘ方向）の位置を示している。
【０１３２】
液晶素子における光が入射する各位置でのプレツイスト角及びツイスト角の回転方向は、偏光分離素子に入射する光の電界ベクトルが所定の方向の直線偏光となるよう設定されている。すなわち、タイプＡの偏光調整素子では、図３０及び図３１に示されるような偏光調整が偏向角に応じて行われ、タイプＢの偏光調整素子では、図３２及び図３３に示されるような偏光調整が偏向角に応じて行われる。
【０１３３】
このようなプレツイスト角及びツイスト角の導出は、偏光調整素子への入射光の偏光状態（測定値）と射出光の偏光状態（設定値）を、それぞれジョーンズベクトルで表現したとき、射出光のジョーンズベクトルが最も設定値に近くなるような液晶素子のジョーンズマトリクスを求めることで行うのが良い。この液晶素子のジョーンズマトリクス表現は、例えば、Ｃｏｌｉｎ  Ｓｏｕｔａｒ  ａｎｄ  Ｋａｎｇｈｕａ  Ｌｕ、「Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｐｈｙｓｉｃａｌ  ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  ｏｆ  ａｎ  ａｒｂｉｔａｒａｒｙ  ｔｗｉｓｔｅｄ−ｎｅｍａｔｉｃ  ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｃｅｌｌ」、Ｏｐｔｉｃａｌ  ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ、Ｖｏｌ．３３、Ｎｏ．８、Ｐ２７０４−２７１２（１９９４）に記載されている。なお、市販の液晶素子のシミュレータを用いて最適解を求めても良い。
【０１３４】
また、ここでは、プレツイスト角及びツイスト角をＹ軸方向に関して変化させているが、その他に液晶分子のチルト角を変化させても良い。その場合、配向膜のプレチルト角を場所によって変化させるか、あるいは電界によって液晶素子そのものを若干チルトさせる構成とする。
【０１３５】
電界によってチルトさせる場合には、Ｙ軸方向に関する位置によって電界強度が異なるように電極を配置して電圧を引加するか、あるいは液晶分子に外部電界を加えながらチルトした状態で硬化させるなどの方法が取れる。
【０１３６】
プレツイスト角及びツイスト角を連続的に変化させるのは、配向膜にラビング処理を行う際に、ラビング布に対する姿勢を変えながら、配向膜付の透明板を回転しているラビング布に接触させることで実現することができる。
【０１３７】
ここでは、偏光調整素子２１１に用いられる液晶素子について説明したが、偏光調整素子２１２に用いられる液晶素子についても同様の考え方で形成することができる。
【０１３８】
偏光調整素子に液晶素子を用いることで、大面積化あるいは長尺化が必要な場合でも、製造コストを低く抑えることができる。
【０１３９】
また、偏光調整素子では、走査レンズの前段に設けられている光学部品による偏光状態の変化も考慮して、偏光調整を行うようにすることができる。また、光源から射出される光束を縦偏光及び横偏光としているが、偏光調整素子での調整を前提にすれば、偏光方向が傾斜した状態の光束、あるいは楕円偏光化した状態の光束を光源から射出することが可能である。この場合は、光学素子の選択自由度を高めるとともに、光学素子の形状公差、配置公差を緩めることが可能となる。
【０１４０】
タイプＡの偏光調整素子と組み合わせて用いるのに好適な偏光分離素子（「偏光分離素子Ａ」ともいう）について説明する。
【０１４１】
この偏光分離素子Ａは、ワイヤーグリッドによって形成された偏光分離面を有している。該偏光分離面は、ワイヤーグリッドの線方向に平行な偏光成分を反射し、垂直な偏光成分を透過させる。そこで、ワイヤーグリッドの線方向が主走査対応方向に平行となるように設定することで、縦偏光を透過させ横偏光を反射する。
【０１４２】
ワイヤーグリッドの構成の一例が図３４（Ａ）〜図３４（Ｃ）に示されている。板状の基体上に、その格子ピッチが入射光の波長よりも小さい微細構造格子である。図３４（Ｃ）は、図３４（Ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【０１４３】
ワイヤーグリッドの格子ピッチは、一例として０．１５μｍ、「格子幅／格子ピッチ」であるデューティ（Ｄｕｔｙ）比は５０％、格子の深さは０．０５μｍなどが選定される。また、ワイヤーの素材はアルミニウム、銀、白金等の高導電性材料が選ばれる。また、基体としてはガラス、硬質プラスチック等の透明材料が選ばれる。
【０１４４】
なお、偏光分離素子を透過もしくは反射した光束の光路上に、その透過軸が光束の偏光方向と一致している偏光子を追加しても良い。偏光子により、ゴースト光をさらに抑制できる。
【０１４５】
図３５には、タイプＡの偏光調整素子と偏光分離素子Ａ（ワイヤーグリッド素子）を組み合わせ、ゴースト光強度比を測定した結果の一例が示されている。偏光調整素子がない場合、偏光分離素子Ａに入射する光束の偏光状態が劣化しているためにゴースト光強度比が高いが、偏光調整素子を組み合わせることで全体のゴースト光強度比が低減できている。
【０１４６】
次に、タイプＢの偏光調整素子と組み合わせて用いるのに好適な偏光分離素子（「偏光分離素子Ｂ」ともいう）について説明する。
【０１４７】
この偏光分離素子Ｂは、誘電体多層膜によって形成された偏光分離面を有している。該偏光分離面は、ガラス又は透明樹脂からなる透明基体に支持され、ｐ偏光を透過させ、ｓ偏光を反射する。透明基体の形状は、図３６に示されるプレート型、又は図３７に示されるプリズム型のものなどが選ばれる。前者は後者に比べ構造が簡単で製造工程も少ないため、比較的安価に製造することが可能である。一方、後者は反射光と透過光の光路長を等しくでき、また透過光側において、偏向角によって走査光に「曲がり」が発生しないため、光学性能を確保しやすい。
【０１４８】
誘電体多層膜の膜厚設計は、用いられる誘電体材料の屈折率、偏光分離が必要な偏向角の範囲、及び入射光の波長をパラメータにした光学シミュレータを用いて行うことができる。誘電体材料としては、高屈折率材料として二酸化チタンＴｉＯ２、低屈折率材料として二酸化ケイ素ＳｉＯ２などを選ぶことができる。
【０１４９】
図３８には、タイプＢの偏光調整素子と偏光分離素子Ｂを組み合わせ、ゴースト光強度比を測定した結果の一例が示されている。偏光調整素子がない場合、偏光分離素子Ｂに入射する光束の偏光状態が劣化しているためにゴースト光強度比が高いが、偏光調整素子を組み合わせることで全体のゴースト光強度比が低減できている。
【０１５０】
以上説明したように、本実施形態に係る光走査装置２０１０によると、２つの光源ユニット（ＬＵ１、ＬＵ２）、２つのシリンドリカルレンズ（１２１、１２２）、ポリゴンミラー１４、２つの走査レンズ（１５１、１５２）、２つの偏光調整素子（２１１、２１２）、２つの偏光分離素子（１６１、１６２）、２つの反射ミラー（１７１、１７２）、４つの折り返しミラー（１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ）、及び不図示の走査制御装置などを有している。
【０１５１】
そして、偏光調整素子を用いることで、各偏光分離素子における偏光分離特性が従来よりも向上し、ゴースト光（ノイズ光）の発生を従来よりも低減することができる。
【０１５２】
また、走査レンズと偏光分離素子が、２つの画像形成ステーションで共用されているため、小型化を図ることができる。
【０１５３】
そこで、高コスト化及び大型化を招くことなく、ゴースト光の発生を安定的に抑制することができる。
【０１５４】
そして、本実施形態に係るカラープリンタ２０００によると、光走査装置２０１０を備えているため、高コスト化を招くことなく、小型で、高品質の画像を形成することができる。
【０１５５】
なお、上記実施形態において、前記液晶素子に代えて、延伸フィルムの延伸方向を光の入射角に応じて変化させたポリマー波長板、あるいは斜方蒸着膜の蒸着方向及び蒸着角度を光の入射角に応じて変化させた構造複屈折波長板を用いても良い。この場合、１／４波長板と１／２波長板を組み合わせ、１／４波長板で楕円偏光を直線偏光に変換し、１／２波長板で変換後の直線偏光を所定の方向に回転させるように構成することで、前記液晶素子と同様の作用を持たせることができる。
【０１５６】
また、上記実施形態において、一例として図３９に示されるように、前記偏光分離素子と前記偏光調整素子を一体化しても良い。この場合には、光路上の界面の数が減少し、波面収差を低減することができる。そして、部品共用化で低コスト化を図ることができる。また、光走査装置内への組み付け工程及び調整工程を簡略化することができる。
【０１５７】
また、上記実施形態では、各光源が１つの発光部を有する場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、各光源が複数の半導体レーザを有しても良い。また、各光源が複数の発光部を持つ半導体レーザアレイを有しても良い。
【０１５８】
また、上記実施形態では、トナー像が感光体ドラムから転写ベルトを介して記録紙に転写される場合について説明したが、これに限定されるものではなく、トナー像が記録紙に直接転写されても良い。
【０１５９】
また、上記実施形態では、画像形成装置として４つの感光体ドラムを有するカラープリンタ２０００について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、２つの感光体ドラムを有するプリンタであっても良い。また、更に補助色を用いる多色カラープリンタであっても良い。
【０１６０】
また、像担持体としてビームスポットの熱エネルギにより発色する発色媒体（ポジの印画紙）を用いた画像形成装置であっても良い。この場合には、光走査により可視画像を直接、像担持体に形成することができる。
【０１６１】
また、上記実施形態では、光走査装置がプリンタに用いられる場合について説明したが、上記光走査装置は、プリンタ以外の画像形成装置、例えば、複写機、ファクシミリ、又は、これらが集約された複合機にも好適である。
【符号の説明】
【０１６２】
１０ａ〜１０ｄ…光源、１２１，１２２…シリンドリカルレンズ、１４…ポリゴンミラー（偏向器）、１５１，１５２…走査レンズ、１６１，１６２…偏光分離素子、１７１，１７２…反射ミラー、１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ…折り返しミラー、１９ａ〜１９ｄ…防塵ガラス、２１１，２１２…偏光調整素子、２０００…カラープリンタ（画像形成装置）、２０３０ａ〜２０３０ｄ…感光体ドラム（像担持体）、２０１０…光走査装置、ＬＵ１，ＬＵ２…光源ユニット、２１０１ａ，２１０１ｂ…透明基板（透明板）、２１０３ａ，２１０３ｂ…配向膜、２１０４…ネマティック液晶層。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１６３】
【特許文献１】特開昭６０−３２０１９号公報
【特許文献２】特開平０７−１４４４３４号公報
【特許文献３】特開２０１０−１６０２９５号公報
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１４】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３８】
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【図３９】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１５】
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【図１６】
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【図２４】
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【図３６】
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【図３７】
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